KR100522589B1 - 적응형 칼라 오차 확산 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 연속 계조 화상의 화소값과 역치화된 이진 화소값 간의 계조 오차값(gray level error value)을 기설정된 가중치에 따라 인접 화소들에 확산시켜 이치화를 수행하는 오차 확산 방법에 있어서, 각 색상의 계조 화상을 대상으로 오차 확산 방법을 적용할 시에 현 시점에서 중간조 처리를 수행하고자 하는 주목 화소값의 크기가 연속 계조 화상의 전체 계조 범위 중 상위 90% 이상의 계조값에 속할 경우에는 워엄 아티팩트의 발생을 억제하기 위해 흑색으로 중간조 처리된 가장 가까운 화소와의 거리를 일정한 거리 이상 이격되도록 중간조 처리를 수행하는 적응형 칼라 오차 확산 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 워엄 아티팩트(worm artifacts)를 효과적으로 억제함으로써 상대적으로 자연스러운 계조 표현 능력을 갖도록 하여 고화질의 칼라 중간조 화상을 획득할 수 있는 이점이 있다.

Description

적응형 칼라 오차 확산 방법{Adaptive Color Error Diffusion Method}

본 발명은 화상 시스템에서의 칼라 중간조 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오차 확산 방법에 있어서, 청록색(Cyan; C), 심홍색(Magenta; M), 노란색(Yellow; Y)의 계조 화상에서 흑색으로 중간조 처리된 가장 가까운 화소와의 거리를 일정한 거리 이상 이격되도록 함에 따라 워엄 아티팩트(worm artifacts)를 효과적으로 억제하여 고화질의 칼라 중간조 화상을 획득하도록 한 적응형 칼라 오차 확산 방법에 관한 것이다.

중간조 처리 기법은 제한된 계조값 재현 특성을 갖는 장치에서 화소당 양자화 계조를 줄이면서도 원래의 화상에 가깝게 보이게 만드는 화상 처리 기법이다. 이 기법은 인쇄 윤전기(cylinder printing press), 잉크젯 프린터(ink-jet printer), 레이져 프린터(laser printer)와 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), CRT(Cathode Ray Tube)와 같은 각종 디스플레이 장치 및 화상 출력 장치 등에 광범위하게 이용되고 있다.

특히, 인쇄 측면에서 보면, 중간조 처리 기법은 점묘법의 일종으로 디더링(dithering) 처리와 더불어 화상 데이터를 문서 형태로 인쇄할 시에 가장 대표적으로 채택되고 있는 화상 처리 기법인데, 화상의 계조값(gray level)들을 단위 공간 내에 인쇄되는 점의 밀집도를 통해 표현하며, 신문, 서적, 판촉물, 홍보 전단 등과 같은 대부분의 인쇄물의 인쇄 방법으로 채택되고 있다. 일례로 이를 이용하면, 가장 단순하게는 통상 8비트로 표현되는 화상 데이터의 화소를 1비트의 이진 데이터로 변환할 수 있음에 따라 원화상 데이터의 로 인쇄 화상 데이터량을 감축할 수 있다.

특히, 상대적으로 저가형의 프린터는 구현의 용이성과 비용 절감을 기하기 위해 중간조 화상을 인쇄하도록 설계되는 것이 일반적이며, 인쇄소와 같이 대량으로 인쇄물을 출력하는 분야에 있어서, 중간조 화상이 원래의 연속 계조 화상( continuous tone image)과 가급적 시각적으로 차이가 없는 것처럼 보이면서 동시에 인쇄 속도에 중대한 영향을 미치는 변환 시간을 감축시킬 수 있는 적정한 변환 기법을 개발하고자 함은 오랜 시간에 걸쳐 해결하고자 하는 현안이다.

종래 기술에 따른 중간조 처리 방법은 잘 알려진 바 있는 정렬 디더 방법(ordered dither method), 오차 확산 방법(error diffusion method), 도트 확산 방법(dot diffusion method) 등이 가장 대표적이다.

로버트 울리크니(Robert Ulichney)에 의해 저술되어 MIT 출판부(Massachusetts Institute Technology press)에서 발간한 "디지털 중간조 처리(Digital Halftoning)"와 찬(Chan)에 의해 출원되어 미합중국 특허 번호 5,140,432 호를 얻은 "정렬 디더와 오차 확산을 이용한 단색 및 칼라 화상을 복원하기 위한 방법 및 시스템(Method and System for Reproducing Monochrome and Color Images Using Ordered Dither and Error Diffusion)"에 이러한 내용들이 상세하게 기술되어 있지만 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본원에서 종래 기술에 대한 중간조 처리 방법을 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 정렬 디더 방법은 랜덤 디더 방법(random dither method)이 랜덤하게 역치를 발생시키는 것에 반해, 기설정된 역치 배열인 디더 행렬(dither matrix)을 가지고 1차 역치 처리(simple thresholding process, 즉, 단순 역치 처리)를 수행하는 단색 중간조 처리 방법으로, 상기 디더 행렬은 다수의 구성 원소들을 구비하여 화소 공간상에서 물리적인 공간을 점유하게 된다.

이러한 디더 행렬은 연속 계조 화상(continuous-tone image) 상에 매핑되며, 상기 연속 계조 화상의 각 화소는 대응되는 상기 디더 행렬의 각 원소들과 화소 단위(pixel by pixel)로 비교되는 데, 만일, 연속 계조 화상의 화소값이 대응되는 디더 행렬의 원소값(즉, 역치값) 보다 크면, 중간조 화상의 대응되는 위치의 도트(dot, 점)는 인쇄되지 않는 반면에 그렇지 않은 경우에는 상기 도트를 인쇄함으로써 전체적으로 자연스러운 중간조 화상을 발생시키고자 한다.

이때, 디더 행렬이 점유하는 공간의 크기가 연속 계조 화상의 크기 보다 작으면, 상기 디더 행렬을 전체 연속 계조 화상의 크기에 맞도록 복제함으로써 화상의 크기에 제한을 받지 않고 중간조 처리를 수행할 수 있다.

한편, 또 다른 방법인 오차 확산 방법은 고정된 역치를 기준으로 하여 상기 역치보다 큰 계조값에는 인쇄를 수행하는 도트로 할당하고, 그렇지 않은 계조값에는 인쇄를 수행하지 않는 도트로 할당하도록 하는 역치 처리(threshold process)를 통해 연속 계조 화상을 중간조 화상으로 변환·처리한다.

이때, 고정된 역치를 사용함에 따라 정확도가 결여되는 현상이 발생할 수 있는 데, 이에 따라 오차 확산 방법에서는 연속 계조 화상의 화소값(target pixel value)과 역치화된 이진 화소값(binary pixel value) 간의 오차(error)를 인접한 화소들에 확산(diffusion)시킴으로써 이를 보상하여 이와 같은 문제를 극복하고 있다.

다시 말해서, 현시점에서 처리하고 있는 연속 계조 화상의 이치화 대상 화소값과 역치화된 이진 화소값 간의 오차(error)를 가중치 결정에 참여하는 인접 화소들에 전파시킴으로써 상기한 바와 같은 문제를 해결하고 있는 데, 이와 같은 접근 방식은 몇몇 소수의 도트들에 의해 둘러 쌓인 작은 영역에 걸쳐 있는 연속 계조(continuous tone)를 표현할 시에 더욱 더 우수한 특성을 보이고 있다.

일반적으로, 오차 확산 방법은 정렬 디더 방법에 비해 상대적으로 복잡도가 높기 때문에 구현 시, 보다 많은 하드웨어적인 구성 요소가 필요하지만, 화질적인 측면에서 이를 상쇄시킬 수 있을 만큼의 우수한 계조 표현 능력을 갖고 있다.

그러나, 기존의 오차 확산 방법은 전반적으로 도 1과 같은 블루 노이즈(blue) 특성을 보이는 우수한 계조 표현 능력을 가지고 있는 반면에 8비트의 256 계조 화상을 기준할 때, 계조값이 대략 230 이상(즉, 연속 계조 화상의 전체 계조 범위 중 85%~90%의 상위 계조값에 속할 경우)에서 도 2와 같은 워엄 아티팩트(worm artifacts)가 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명의 출원인도 이러한 문제점을 개선하기 위해 대한민국 특허출원 제 1998-031156 호, "고화질 인쇄를 위한 이치화 방법"을 출원한 바 있는 데, 특히, 이러한 워엄 아티팩트는 중간조 화상 전반에 걸쳐 연속적으로 생성되어 시각적으로 몹시 거슬리기 때문에 이진 중간조 화상의 화질에 커다란 악영향을 초래할 뿐만 아니라 청록색(Cyan; C), 심홍색(Magenta; M), 노란색(Yellow; Y)의 3개의 이진 중간조 화상을 합성하여 칼라를 표현하는 칼라 중간조 화상에서 더욱 더 심각한 화질 열화를 초래하는 문제점이 있었다.

다시 말해서, 종래의 오차 확산법을 청록색(Cyan; C), 심홍색(Magenta; M), 노란색(Yellow; Y)에 각각 독립적으로 적용하기 때문에 종래의 오차 확산법이 가지고 있는 단점인 워엄 아티팩트가 각 색상별로 그대로 나타남에 따라 이로 인해 칼라 문서의 밝은 배경 부분의 화질이 극도로 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 칼라 오차 확산 방법에 있어서, 청록색(Cyan; C), 심홍색(Magenta; M), 노란색(Yellow; Y)의 계조 화상에서 각 색상의 계조 화상을 대상으로 오차 확산 방법을 적용할 시에 흑색으로 중간조 처리된 가장 가까운 화소와의 거리를 일정한 거리 이상 이격되도록 함에 따라 워엄 아티팩트(worm artifacts)를 효과적으로 억제함으로써 상대적으로 자연스러운 계조 표현 능력을 갖도록 하여 고화질의 칼라 중간조 화상을 획득하도록 한 적응형 칼라 오차 확산 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 적응형 칼라 오차 확산 방법은, 연속 계조 화상의 화소값과 역치화된 이진 화소값 간의 계조 오차값(gray level error value)을 기설정된 가중치에 따라 인접 화소들에 확산시켜 이치화를 수행하는 오차 확산 방법에 있어서, 각 색상의 계조 화상을 대상으로 오차 확산 방법을 적용할 시에 현 시점에서 중간조 처리를 수행하고자 하는 주목 화소값의 크기가 연속 계조 화상의 전체 계조 범위 중 상위 90% 이상의 계조값에 속할 경우에는 워엄 아티팩트의 발생을 억제하기 위해 흑색으로 중간조 처리된 가장 가까운 화소와의 거리를 일정한 거리 이상 이격되도록 중간조 처리를 수행하는 것이 특징이다.

이하, 본 발명에 따른 적응형 칼라 오차 확산 방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 적응형 칼라 오차 확산 방법의 바람직한 실시예를 나타낸 블록도이다.

본 발명에 따른 적응형 칼라 오차 확산 방법의 바람직한 실시예를 도 3에 도시한 바와 같이, 계조 화상의 화소값과 역치화된 이진 화소값 간의 계조 오차값(gray level error value)을 기설정된 가중치에 따라 인접 화소들에 확산시켜 이치화를 수행하는 오차 확산 방법에 있어서,

칼라 오차 확산 이치화 처리를 수행하기 위한 입력 칼라 화상의 색좌표를 청록색(Cyan; C), 심홍색(Magenta; M), 노란색(Yellow; Y)이 각 좌표축이 되는 CMY 색좌표계로 변환하여 상기 입력 칼라 화상을 청록색 계조 화상, 심홍색 계조 화상, 노란색 계조 화상을 획득하는 단계(S10)와;

각 색상마다 독립적으로 오차 확산 이치화 처리를 수행하기 위해 청록색 계조 화상, 심홍색 계조 화상, 노란색 계조 화상 중 어느 하나의 계조 화상을 이치화 대상 화상으로 순차적으로 선택한 후, 상기 이치화 대상 화상에서 이치화할 주목 화소를 래스터 스캐닝 순으로 지정하는 단계(S20)와;

상기 주목 화소에 인접한 주변 화소의 상기 계조 오차값을 상기 주목 화소에 가산하여 수정 주목 화소값을 산출하는 단계(S30)와;

상기 주목 화소값의 크기가 기설정된 워엄 아티팩트 발생 구간에 포함되는지 여부를 계조값 비교를 통해 판단하는 단계(S40)와;

상기 주목 화소값의 크기가 상기 상위 계조값 구간에 포함되지 않으면, 상기 수정 주목 화소값을 대상으로 정상적인 오차 확산 이치화 처리를 수행하는 제 1 오차 확산 이치화 단계(S50); 및

상기 주목 화소값의 크기가 상기 워엄 아티팩트 발생 구간에 포함될 경우, 상기 주목 화소에서 최단 거리상에 존재하는 흑색으로 이치화된 화소와의 이격 거리가 기설정된 강제 이격 거리 이상 이격되도록 상기 수정 주목 화소를 대상으로 오차 확산 이치화 처리를 수행하는 제 2 오차 확산 이치화 단계(S60)로 구성된다.

여기서, 상기 제 1 오차 확산 이치화 단계(S50)는 상기 수정 주목 화소값이 상기 중간 계조값보다 크거나 같은지를 판단하는 단계(S51)와;

상기 판단 단계(S51)의 판단 결과, 상기 수정 주목 화소값이 상기 중간 계조값보다 크거나 같으면, 상기 주목 화소를 백색으로 이치화한 후, 상기 수정 주목 화소값에서 최대 계조값을 감산하여 새로운 계조 오차값으로 지정하는 단계(S52); 및

상기 판단 단계(S51)의 판단 결과, 상기 수정 주목 화소값이 상기 중간 계조값보다 작으면, 상기 주목 화소를 흑색으로 이치화한 후, 상기 수정 주목 화소값을 새로운 계조 오차값으로 지정하는 단계(S53)로 구성된다.

여기서, 상기 제 2 오차 확산 이치화 단계(S60)는 상기 주목 화소에서 최단 거리상에 존재하는 흑색으로 이치화된 화소와의 이격 거리가 상기 강제 이격 거리보다 작거나 또는 상기 수정 주목 화소값이 상기 중간 계조값보다 크거나 같은지를 판단하는 단계(S61)와;

상기 판단 단계(S61)의 판단 결과, 상기 주목 화소에서 최단 거리상에 존재하는 흑색으로 이치화된 화소와의 이격 거리가 상기 강제 이격 거리보다 작거나 또는 상기 수정 주목 화소값이 상기 중간 계조값보다 크거나 같으면, 상기 주목 화소를 백색으로 이치화한 후, 상기 수정 주목 화소값에서 최대 계조값을 감산하여 새로운 계조 오차값으로 지정하는 단계(S62); 및

상기 판단 단계(S61)의 판단 결과, 상기 주목 화소에서 최단 거리상에 존재하는 흑색으로 이치화된 화소와의 이격 거리가 상기 강제 이격 거리보다 작고, 상기 수정 주목 화소값이 상기 중간 계조값보다 작으면, 상기 주목 화소를 흑색으로 이치화한 후, 상기 수정 주목 화소값을 새로운 계조 오차값으로 지정하는 단계(S63)로 구성된다.

한편, 상기 워엄 아티팩트 발생 구간은 상기 계조 화상의 전체 계조 범위 중 상위 90% 이상의 계조값 구간인 것이 바람직하다.

예컨대, 화소당 비트수가 8비트일 때, 상기 중간 계조값은 127이고, 최대 계조값은 255이며, 상기 워엄 아티팩트 구간은 230 이상인 것이 바람직하다.

상기 강제 이격 거리는 화소당 비트수에 따라 기설정된 고정 이격 거리값과 상기 고정 이격 거리의 ±25% 범위 내에서 랜덤하게 발생시킨 거리값을 합산한 값인 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 적응형 칼라 오차 확산 방법의 바람직한 실시예의 수행 과정을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

3색 칼라 프린팅 시스템에서는 청록색(Cyan; C), 심홍색(Magenta; M), 노란색(Yellow; Y)의 세가지 색의 잉크를 사용하여 프린팅을 수행하는 데, 한 화소에 대해 청록색(Cyan; C), 심홍색(Magenta; M), 노란색(Yellow; Y), 청색(Blue=Cyan+Magenta; C+M), 적색(Red=Magenta+Yellow; M+Y), 녹색(Green=Yellow+Cyan; Y+C), 흑색(Black=Cyan+Magenta+Yellow; C+M+Y)의 7가지 조합의 칼라를 프린트할 수 있으며, 어떠한 색의 잉크도 찍지 않는 경우(백색, White)를 포함하면 8가지의 색상을 인쇄할 수 있다.

우선, 단계 S10에서는 칼라 오차 확산 이치화 처리를 수행하기 위한 입력 칼라 화상의 색좌표를 청록색(Cyan; C), 심홍색(Magenta; M), 노란색(Yellow; Y)이 각 좌표축이 되는 CMY 색좌표계로 변환하여 상기 입력 칼라 화상을 청록색 계조 화상, 심홍색 계조 화상, 노란색 계조 화상을 획득한다.

통상적으로, 입력 칼라 화상은 적색(Red; R), 녹색(Green; G), 청색(Blue; B)을 각 좌표축으로 하는 RGB 색좌표계가 일반적인 데, 잘 알려진 바와 같이, RGB 색좌표계를 CMY 색좌표계로 변환하는 식은 수학식 1과 같다.

이후, 단계 S20에서는 각 색상마다 독립적으로 오차 확산 이치화 처리를 수행하기 위해 청록색 계조 화상, 심홍색 계조 화상, 노란색 계조 화상 중 어느 하나의 계조 화상을 이치화 대상 화상으로 순차적으로 선택한 후, 상기 이치화 대상 화상에서 이치화할 주목 화소를 래스터 스캐닝 순으로 지정한다.

이어서, 단계 S30에서는 상기 주목 화소에 인접한 주변 화소의 상기 계조 오차값을 상기 주목 화소에 가산하여 수정 주목 화소값을 산출하다.

단계 S40에서는 상기 주목 화소값의 크기가 기설정된 워엄 아티팩트 발생 구간에 포함되는지 여부를 계조값 비교를 통해 판단하는 데, 이때, 워엄 아티팩트 발생 구간은 상기 계조 화상의 전체 계조 범위 중 상위 90% 이상의 계조값 구간으로 설정한다. 화소당 비트수가 8비트일 때, 워엄 아티팩트 구간은 보통 230 이상으로 정하며, 이 구간은 특별한 이론적인 근거에 의해 정해진 구간이라기 보다는 다분히 실험적인 방법에 의해 정해진 기준값인 230을 기준으로 다소 변동이 가능함은 주지의 사실이다. 다시 말해서, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 워엄 아티패트 구간을 결정하기 위한 임계값을 230으로 설정하고 있으나, 대략적으로, 220에서 230 사이에서 어느 하나의 값을 정하여 그 이상의 값을 워엄 아티팩트 구간으로 정하여도 무방하다.

단계 S40의 판단 결과, 상기 주목 화소값의 크기가 상기 상위 계조값 구간에 포함되지 않으면, 제 1 오차 확산 이치화 단계(S50)에서는 상기 수정 주목 화소값을 대상으로 정상적인 오차 확산 이치화 처리를 수행한다.

주지하다시피, 공지된 오차 확산 방법 중 대표적인 방법은 플로이드와 스타인베르그(Floyd-Steinberg)가 제안한 방법이 있으며, 또 다른 대표적인 방법으로는 스터키(Stucki)가 제안한 방법이 있다.

예컨대, 플로이드와 스타인베르그((Floyd-Steinberg)가 제안한 오차 확산 마스크(error diffusion mask)는 도 4와 같은 데, 이 오차 확산 마스크의 각 셀(cell) 내에 기술된 숫자들은 해당 위치의 화소가 갖는, 이치화 시에 발생한 계조 오차값들의 가중치를 의미한다. 통상, 오차 확산 방법은 라인 메모리를 통해 이전 라인의 계조 오차값을 저장하고 있어야 함은 가장 기본적인 전제 사항이다.

수학식 2와 같이, 현 좌표 위치의 주목 화소값 과 인접 화소들의 계조 오차값들에 상관성 정도에 따라 각각 1/16, 5/16, 3/16, 7/16의 가중치를 적용하여 수정 주목 화소값 을 산출한다. 여기서, 는 수직 좌표(vertical coordinate)이며, 는 수평 좌표(horizontal coordinate)이다.

수학식 2를 통해 수정 주목 화소값 을 산출한 후, 수학식 3과 같은 조건식에 의해 현 좌표 위치에 대한 이치화 결과치 를 산출하고, 해당 위치에 대한 계조 오차값 을 산출한다.

다시 말해서, 수정 주목 화소값 이 기설정된 고정 역치값(, 화소당 비트수가 8비트인 256 계조 화상을 기준할 때, 127이 됨)보다 크거나 같으면, 이치화 결과치 로 백색(WHITE)을 출력한 후, 주목 화소값 에서 최대 계조값(화소당 비트수가 8비트인 256 계조 화상을 기준할 때, 255가 됨)을 감산하여 해당 위치에 대한 계조 오차값 으로 지정하고, 그렇지 않으면, 이치화 결과치 로 흑색(BLOCK)을 출력한 후, 주목 화소값 을 해당 위치에 대한 계조 오차값 으로 지정한다.

이상의 내용을 정리하는 차원에서, 상기 제 1 오차 확산 이치화 단계(S50)의 수행 과정을 도 3을 참조하여 설명하면, 우선, 단계 S51에서 상기 수정 주목 화소값이 상기 중간 계조값보다 크거나 같은지를 판단한다.

상기 판단 단계(S51)의 판단 결과, 상기 수정 주목 화소값이 상기 중간 계조값보다 크거나 같으면, 단계 S52에서는 상기 주목 화소를 백색으로 이치화한 후, 상기 수정 주목 화소값에서 최대 계조값을 감산하여 새로운 계조 오차값으로 지정하고 그렇지 않으면, 단계 S53에서 상기 주목 화소를 흑색으로 이치화한 후, 상기 수정 주목 화소값을 새로운 계조 오차값으로 지정한다.

반면에, 단계 S40의 판단 결과, 상기 주목 화소값의 크기가 상기 워엄 아티팩트 발생 구간에 포함될 경우, 제 2 오차 확산 이치화 단계(S60)에서는 상기 주목 화소에서 최단 거리상에 존재하는 흑색으로 이치화된 화소와의 이격 거리가 기설정된 강제 이격 거리 이상 이격되도록 상기 수정 주목 화소를 대상으로 오차 확산 이치화 처리를 수행한다.

본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 제 2 오차 확산 이치화 단계(S60)의 수행 과정을 좀 더 상술하면, 우선, 단계 S61에서는 상기 제 2 오차 확산 이치화 단계(S60)는 상기 주목 화소에서 최단 거리상에 존재하는 흑색으로 이치화된 화소와의 이격 거리가 상기 강제 이격 거리보다 작거나 또는 상기 수정 주목 화소값이 상기 중간 계조값보다 크거나 같은지를 판단한다.

이때, 상기 강제 이격 거리()로는 수학식 4와 같이, 화소당 비트수에 따라 기설정된 고정 이격 거리값()과 상기 고정 이격 거리값()의 ±25% 범위 내에서 랜덤 함수(random function)를 통해 발생시킨 거리값()을 합산한 값을 이용한다.

여기서, 고정 이격 거리값()은 입력 화상의 계조수에 따라 고정된 역치값이고, 통상, 특별한 이론적인 근거에 의해 정해진 값이라기 보다는 모의 실험을 통해 실험적인 방법으로 정하는 값이다.

상기 판단 단계(S61)의 판단 결과, 상기 주목 화소에서 최단 거리상에 존재하는 흑색으로 이치화된 화소와의 이격 거리가 상기 강제 이격 거리보다 작거나 또는 상기 수정 주목 화소값이 상기 중간 계조값보다 크거나 같으면, 단계 S62에서는 상기 주목 화소를 백색으로 이치화한 후, 상기 수정 주목 화소값에서 최대 계조값을 감산하여 새로운 계조 오차값으로 지정한다. 반면에 상기 판단 단계(S61)의 판단 결과, 상기 주목 화소에서 최단 거리상에 존재하는 흑색으로 이치화된 화소와의 이격 거리가 상기 강제 이격 거리보다 작고, 상기 수정 주목 화소값이 상기 중간 계조값보다 작으면, 단계 S63에서는 상기 주목 화소를 흑색으로 이치화한 후, 상기 수정 주목 화소값을 새로운 계조 오차값으로 지정한다.

이와 같은 모든 과정이 끝나면 단계 S20으로 되돌아 가서 다음의 주목 화소를 래스터 스캐닝 순으로 지정하고, 청록색 계조 화상, 심홍색 계조 화상, 노란색 계조 화상 중 어느 하나의 계조 화상에 대한 오차 확산 이치화 처리가 완료되면 단계 S10으로 되돌아가서 그 다음 순서의 색상 계조 화상을 선택하여 이상에서 설명한 과정을 반복 수행한다. 이에 따라 모든 색상 계조 화상에 대한 오차 확산 이치화 처리를 완료한 후, 한 장의 칼라 중간조 화상으로 합성하여 프린팅을 수행한다.

이상에서 설명한 본 발명의 핵심 사상은 상기 주목 화소에서 최단 거리상에 존재하는 흑색으로 이치화된 화소와의 이격 거리가 기설정된 강제 이격 거리 이상 이격되도록 함으로써 워엄 아티팩트를 제거하면서 밝은 계조에서의 패턴이 블루 노이즈 특성을 가지도록 한다. 즉, 이미 이치화 처리된 화소 중에서 흑색으로 처리된 가장 가까운 화소를 탐색하여 주목 화소와의 거리를 구하고 이 거리가 일정한 거리()를 유지하지 못할 경우에는 무조건 주목 화소를 백색으로 이치화하여 워엄 아티팩트(worm artifacts)라고 부르는 상관 패턴(correlated patterm)이 발생하지 않도록 하는 것이다. 이런 과정을 반복하다가 흑색으로 이미 이치화 처리된 가장 가까운 화소와의 거리가 일정한 거리() 이상 떨어지게 되면 정상적인 오차 확산 방법에 따라 흑색, 또는 백색으로 이치화를 수행한다.

앞에서 언급한 바와 같은 과정을 청록색 계조 화상, 심홍색 계조 화상, 노란색 계조 화상에 모두 독립적으로 적용하여 오차 확산 이치화 처리를 수행한 후, 각 색상에 대한 이치화 화상(즉, 중간조 화상)을 합성하여 프린팅함으로써 고화질의 칼라 중간조 화상을 프린팅할 수 있다.

본원에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로써 이는 당분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본원의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 본원에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 설명했으므로 본 발명의 기술적인 난이도 측면을 고려할 때, 당분야에 통상적인 기술을 가진 사람이면 용이하게 본 발명에 대한 또 다른 실시예와 다른 변형을 가할 수 있으므로, 상술한 설명에서 사상을 인용한 실시예와 변형은 모두 본 발명의 청구 범위에 모두 귀속됨은 명백하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 연속 계조 화상의 화소값과 역치화된 이진 화소값 간의 계조 오차값(gray level error value)을 기설정된 가중치에 따라 인접 화소들에 확산시켜 이치화를 수행하는 오차 확산 방법에 있어서, 각 색상의 계조 화상을 대상으로 오차 확산 방법을 적용할 시에 현 시점에서 중간조 처리를 수행하고자 하는 주목 화소값의 크기가 연속 계조 화상의 전체 계조 범위 중 상위 90% 이상의 계조값에 속할 경우에는 워엄 아티팩트의 발생을 억제하기 위해 흑색으로 중간조 처리된 가장 가까운 화소와의 거리를 일정한 거리 이상 이격되도록 중간조 처리를 수행하는 본 발명에 따르면, 워엄 아티팩트(worm artifacts)를 효과적으로 억제함으로써 상대적으로 자연스러운 계조 표현 능력을 갖도록 하여 고화질의 칼라 중간조 화상을 획득할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 중간조 화상에서의 블루 노이즈 패턴을 나타낸 예시도,

도 2는 오차 확산 이치화 처리된 중간조 화상에서의 워엄 아티팩트 패턴을 나타낸 예시도,

도 3은 본 발명에 따른 적응형 칼라 오차 확산 방법의 바람직한 실시예를 나타낸 블록도,

도 4는 플로이드와 스타인베르그가 제안한 오차 확산 마스크를 나타낸 예시도이다.

Claims (6)

1. 계조 화상의 화소값과 역치화된 이진 화소값 간의 계조 오차값(gray level error value)을 기설정된 가중치에 따라 인접 화소들에 확산시켜 이치화를 수행하는 오차 확산 방법에 있어서:

   칼라 오차 확산 이치화 처리를 수행하기 위한 입력 칼라 화상의 색좌표를 청록색(Cyan; C), 심홍색(Magenta; M), 노란색(Yellow; Y)이 각 좌표축이 되는 CMY 색좌표계로 변환하여 상기 입력 칼라 화상을 청록색 계조 화상, 심홍색 계조 화상, 노란색 계조 화상을 획득하는 단계와;

   각 색상마다 독립적으로 오차 확산 이치화 처리를 수행하기 위해 청록색 계조 화상, 심홍색 계조 화상, 노란색 계조 화상 중 어느 하나의 계조 화상을 이치화 대상 화상으로 순차적으로 선택한 후, 상기 이치화 대상 화상에서 이치화할 주목 화소를 래스터 스캐닝 순으로 지정하는 단계와;

   상기 주목 화소에 인접한 주변 화소의 상기 계조 오차값을 상기 주목 화소에 가산하여 수정 주목 화소값을 산출하는 단계와;

   상기 주목 화소값의 크기가 기설정된 워엄 아티팩트(worm artifacts) 발생 구간에 포함되는지 여부를 계조값 비교를 통해 판단하는 단계와;

   상기 주목 화소값의 크기가 상기 상위 계조값 구간에 포함되지 않으면, 상기 수정 주목 화소값을 대상으로 정상적인 오차 확산 이치화 처리를 수행하는 제 1 오차 확산 이치화 단계; 및

   상기 주목 화소값의 크기가 상기 워엄 아티팩트 발생 구간에 포함될 경우, 상기 주목 화소에서 최단 거리상에 존재하는 흑색으로 이치화된 화소와의 이격 거리가 기설정된 강제 이격 거리 이상 이격되도록 상기 수정 주목 화소를 대상으로 오차 확산 이치화 처리를 수행하는 제 2 오차 확산 이치화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응형 칼라 오차 확산 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 오차 확산 이치화 단계는,

   상기 수정 주목 화소값이 상기 중간 계조값보다 크거나 같은지를 판단하는 단계와;

   상기 수정 주목 화소값이 상기 중간 계조값보다 크거나 같으면, 상기 주목 화소를 백색으로 이치화한 후, 상기 수정 주목 화소값에서 최대 계조값을 감산하여 새로운 계조 오차값으로 지정하는 단계; 및

   상기 수정 주목 화소값이 상기 중간 계조값보다 작으면, 상기 주목 화소를 흑색으로 이치화한 후, 상기 수정 주목 화소값을 새로운 계조 오차값으로 지정하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 적응형 칼라 오차 확산 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 오차 확산 이치화 단계는,

   상기 주목 화소에서 최단 거리상에 존재하는 흑색으로 이치화된 화소와의 이격 거리가 상기 강제 이격 거리보다 작거나 또는 상기 수정 주목 화소값이 상기 중간 계조값보다 크거나 같은지를 판단하는 단계와;

   상기 주목 화소에서 최단 거리상에 존재하는 흑색으로 이치화된 화소와의 이격 거리가 상기 강제 이격 거리보다 작거나 또는 상기 수정 주목 화소값이 상기 중간 계조값보다 크거나 같으면, 상기 주목 화소를 백색으로 이치화한 후, 상기 수정 주목 화소값에서 최대 계조값을 감산하여 새로운 계조 오차값으로 지정하는 단계; 및

   상기 주목 화소에서 최단 거리상에 존재하는 흑색으로 이치화된 화소와의 이격 거리가 상기 강제 이격 거리보다 작고, 상기 수정 주목 화소값이 상기 중간 계조값보다 작으면, 상기 주목 화소를 흑색으로 이치화한 후, 상기 수정 주목 화소값을 새로운 계조 오차값으로 지정하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 적응형 칼라 오차 확산 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 워엄 아티팩트 발생 구간은 상기 계조 화상의 전체 계조 범위 중 상위 90% 이상의 계조값 구간인 것을 특징으로 하는 적응형 칼라 오차 확산 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 화소당 비트수가 8비트일 때, 상기 중간 계조값은 127이고, 상기 최대 계조값은 255이며, 상기 워엄 아티팩트 구간은 230 이상인 것을 특징으로 하는 적응형 칼라 오차 확산 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 강제 이격 거리는 화소당 비트수에 따라 기설정된 고정 이격 거리값과 상기 고정 이격 거리의 ±25% 범위 내에서 랜덤 함수를 통해 발생시킨 거리값을 합산한 값인 것을 특징으로 하는 적응형 칼라 오차 확산 방법.